[发明专利]一种钢材盐酸酸洗废水预处理装置与方法

权利要求书

1.一种钢材盐酸酸洗废水预处理装置，其特征在于：包括旋转式太阳能热水器、负压蒸发池(1)、冷凝池(2)、气体吸收池(3)、氧化沉淀池(4)和多层滤塔(5)；

所述的旋转式太阳能热水器包括底座、热水管、热水器进水管、热水器出水管和水泵，热水器进水管和水泵连通；

所述的负压蒸发池(1)包括负压蒸发池进水管(1-1)、负压蒸发池出水管(1-2)、热交换器(1-3)、压力调控装置(1-4)和负压蒸发池出气管(1-5)，所述的负压蒸发池进水管(1-1)、负压蒸发池出水管(1-2)上设有开关阀门；热交换器(1-3)设有热交换器进水管(1-6)和热交换器出水管(1-7)；热交换器出水管(1-7)与旋转式太阳能热水器的水泵连通，热交换器进水管(1-6)与热水器出水管连通；

所述的负压蒸发池出气管(1-5)连接蒸汽入口(2-1)；

所述的冷凝池(2)包括蒸汽入口(2-1)、蒸汽出口(2-2)、盐酸接收池(2-3)、冷却液入口(2-4)和冷却液出口(2-5)；

所述的气体吸收池(3)设有气体吸收池进气管(3-1)和气体吸收池上盖(3-2)，气体吸收池上盖设计成圆锥形结构，圆锥形结构顶端设有气体吸收池集气管(3-3)，气体吸收池内盛放有盐酸气体吸收剂(3-4)；

所述的负压蒸发池出水管(1-2)连接氧化沉淀池进水管；

所述的氧化沉淀池(4)包括混合区(4-1)和沉淀区(4-2)，混合区底部设置有曝气盘(4-3)，所述的曝气盘的上方设有氧化沉淀池布水支管(4-4)，所述的氧化沉淀池布水支管(4-4)连接氧化沉淀池进水管(4-5)，所述的曝气盘(4-3)连接有氧化沉淀池外的鼓风机(4-6)，所述沉淀区内设有挡板(4-7)，该挡板与氧化沉淀池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有氧化沉淀池三相分离器(4-8)，沉淀区的出口上部设有氧化沉淀池溢水堰(4-9)，沉淀区底部设计成锥形结构，在沉淀区底部设置有沉淀物排放阀(4-10)；氧化沉淀池溢水堰(4-9)连接氧化沉淀池出水管；

多层滤塔(5)包括顶盖(5-1)、多层滤塔进水管(5-2)、多层滤塔布水管(5-3)、滤料(5-4)、滤料支撑架(5-5)、进风口(5-6)和多层滤塔出水管(5-7)；多层滤塔(5)采用多层设置，最顶部设有顶盖(5-1)，顶盖(5-1)与塔体之间留有出风口；滤塔的顶盖(5-1)下面设有多层滤塔进水管(5-2)，多层滤塔进水管的一端连接氧化沉淀池出水管，多层滤塔进水管的另一端连接多层滤塔布水管(5-3)；多层滤塔布水管(5-3)安置在最上面一层的滤料上部；滤料(5-4)放置在滤料支撑架(5-5)上，从上层到下层滤料的粒径逐渐变小；滤料支撑架设计成倒梯形抽屉式，多层滤塔的底部设有进风口(5-6)和多层滤塔出水管(5-7)；

多层滤塔出水管的出水进入废水深度处理系统。

2.一种采用如权利要求1所述的钢材盐酸酸洗废水预处理装置进行废水处理的方法，其特征在于：具有如下步骤；

①钢材盐酸酸洗废水通过负压蒸发池进水管(1-1)进入负压蒸发池，来自太阳能热水器的热水在热交换器(1-3)中与废水进行热交换，废水被加热，压力调控装置(1-4)调节负压蒸发池的真空度，真空度的提高可以大幅度降低废水的反应温度，使废水在相对较低的温度下沸腾，加快HCl气体的扩散速率，减少蒸发时间；废水中的HCl气体从废水中蒸发出去，通过负压蒸发池出气管(1-5)进入冷凝池(2)；蒸发后的废水通过负压蒸发池出水管(1-2)进入氧化沉淀池进水管(4-5)；旋转式太阳能热水器根据太阳的位置调整方向，保证最大限度接收太阳的热能；

②HCl气体通过蒸汽入口(2-1)进入冷凝池(2)，冷却液由冷却液入口(2-4)进入冷凝池，蒸汽与冷却液接触，蒸汽中的热量被冷却液吸收带走，HCl气体变成盐酸液体，在重力的作用下落入盐酸接收池(2-3)，盐酸接收池中的盐酸回收再利用；吸收热量后的冷却液由冷却液出口(2-5)流出，冷却后的蒸汽由蒸汽出口(2-2)和气体吸收池进气管(3-1)进入气体吸收池(3)，气体吸收池(3)内的盐酸气体吸收剂(3-4)吸收气体中的HCl成分，气体吸收池集气管(3-3)把吸收处理后的气体收集排放；

③蒸发后的废水通过氧化沉淀池进水管(4-5)以及氧化沉淀池布水支管(4-4)进入氧化沉淀池的中下部；位于氧化沉淀池布水支管(4-4)下方的曝气盘(4-3)产生大量细小气泡，把废水中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，生成Fe₂O₃，氧化反应后的废水进入沉淀区的废水流道，氧化沉淀池三相分离器(4-8)实现固液分离；Fe₂O₃在重力的作用下下沉到氧化沉淀池沉淀区的下部，通过底部的沉淀物排放阀(4-10)排出；废水通过氧化沉淀池溢水堰(4-9)和氧化沉淀池出水管进入多层滤塔进水管；

④废水通过多层滤塔进水管(5-2)和多层滤塔布水管(5-3)进入多层滤塔，空气与废水在滤料(5-4)中交汇，滤料对废水进行过滤，同时发生生化反应，多层滤塔处理后的水进入多层滤塔出水管(5-7)，多层滤塔出水管的出水进入废水深度处理系统进行进一步的处理；

⑤氧化沉淀池排出的Fe₂O₃经脱水、干燥后回收利用。